Mô hình thay dao tự động (ATC) cho máy công cụ CNC

Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) cho máy công cụ CNC Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Mô hình thay dao tự động (ATC) với 32 đài dao 1.1. Lập quy trình tính toán hệ thống thay dao tự động 1.1.1. Cấu tạo chung của máy CNC_V30 a. Cấu tạo của máy CNC-V30 : Hình 1. 1. Cấu tạo chung máy CNC-V30 Bảng 1. 1. Các bộ phận của máy STT Các bộ phận chính của máy 1 Cột máy 2 ụ trước trục chính 3 Trục chính 4 Bàn máy 5 Băng máy 6 Đế máy 1 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC 7 Màn hình điều khiển 8 Thành phần chuyển động của 3 trục và các nắp lồng 9 Tủ điện Bảng 1. 2. Các thông số kỹ thuật của máy CNC - V30 Kích cỡ máy: Chiều dài. 2250 mm Chiều rộng. 2100 mm. Chiều cao. 2368 mm. Trọng lượng. 4500 kg. Bàn máy: Kích thước bàn. 840 x 400 mm. Chiều cao bàn. 780 mm. Tải trọng lớn nhất. 300 kg. Hành trình: Hành trình trục X/Y/Z. 760/ 410/ 520. Khoảng cách từ tâm trục chính 438 mm. đến cột. Khoảng cách từ đỉnh trục 130 540 mm. chính đến mặt bàn. Trục chính: Động cơ trục chính. 7.5 kW Tốc độ trục chính. 80 80000 vòng/phút. Tỉ số truyền. 1:1 Động cơ chạy dao: 2 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Kiểu động cơ trục X/Y/Z. AC - 6/ AC - 6 / AC - 12. Công suất động cơ. 1.0 kW/ 1.0 kW/ 2.1 kW. Tốc độ chạy dao. Tốc độ chạy dao ngang. 20000 / 15000 mm/ phút. Tốc độ cắt. 5000 mm / phút. Hệ thống thay dao tự động: Dạng ATC. Hình tang trống. Dạng chuôi dao. BT- 40. Số lượng dao. 20/24. Đường kính lớn nhất của dao. 100 mm. Chiều dài lớn nhất của dao. 250 mm. Khối lượng lớn nhất của dao. 7 8 kg. Độ chính xác: Độ chính xác vị trí. 0.001 mm/toàn bộ hành trình. Khả năng lặp chính xác. 0.005 mm. Công suất yêu cầu. 25 KVA. b. Kết cấu của thân máy và trục chính của máy CNC. Để thiết kế hệ thống thay dao tự động ta cần biết các thông số về đường kính trục chính trc = 120mm, hành trình thay dao của trục chính máy là L trc = 130mm, khoảng cách giữa đường tâm trục chính tới thân máy là L = 505 mm,kích thước của thân máy là : a x b = 400 x 360 mm 3 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Hình 1. 2. Hình vẽ 2D của máy Kết cấu thân máy và trục chính đang ở vị trí kẹp dao 4 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Hình 1. 3a. Hình vẽ 3D của máy Với kết cấu của thân máy như trên ta sẽ thiết kế hệ thống thay dao tự động cho máy có dạng tang trống với tâm quay nằm thẳng đứng. Hệ thống thay dao sẽ được gá trên một giá đỡ được lắp trên thân máy ở phía bên trái của thân máy . c. Kích thước đài dao với chuôi BT30 [ 5 ]. 5 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Hình 1. 4. Bản vẽ đài dao Hình 1. 5. Mô hình đài dao 6 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Mô hình 3D của đài dao với độ côn 7/24 Taper Các dụng cụ cắt được lắp ghép lên các đài dao. Với đường kính lớn nhất của dao là : max = 120 mm. Trọng lượng của dao là 5 kg. 2.1.2. Các bước thay thế dụng cụ trên máy Quá trình thay thế dụng cụ khi trục chính có chứa dụng cụ. Sau khi có lệnh gọi thay dao (M06 T01) thì các chuyển động chay dao sẽ dừng khi dó quá trình thay dao sẽ qua các bước sau : 1.2: Nguyên lý thay dao tự động Sau khi gọi lệnh Txx-M06 thì hệ thống thay dao sẽ thực hiện các bước để thay dao sau: Lưu đồ 8 bước thay dao Bước 1: Trục chính về mặt phằng thay dao, xoay định hướng góc then. Bước 2: Ổ chứa dao tự hành đi vào kẹp dao trên trục chính. Bước 3: Hệ thống khí nén được kích hoạt để thực hiện xy lanh mở chấu kẹp và đầy dao không mút vào mặt côn của trục chính Bước 4: Trục chính đi lên hết chiều cao của đài dao Bước 5: Ổ chứa dao quay phân độ đưa dao cần thay vào miệng trục chính Bước 6: Trục chính đi xuống về mặt phằng thay dao 7 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Bước 7: Giải phóng khí nén để hồi xy lanh kẹp và kẹp dao bằng lực đàn hồi của lò xo Bước 8: Ổ chứa dao hồi về vị trí ban đầu 2.1.3. Xác định gốc tính toán cho hệ thống thay dao Để đảm bảo cho quá trình thay dao với độ an toàn cao ta cần phải xác định một điểm chuẩn cho hệ thống thay dao đó là điểm trùng với điểm gốc của trục chính máy CNC trong quá trình thay dao. Điểm này phải đảm bảo sao cho đường tâm của trục chính và đường tâm của dụng cụ được gọi ra thay phải trùng nhau và phải đảm bảo hành trình thay dao của trục chính L trc = 130 mm, và hành trình dẫn hướng của xylanh L xl = 250 mm không xảy ra va đập. Vậy điểm điểm chuẩn đó được xác định: 8 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Hình 2. 6. Sơ đồ biểu diễn điểm chuẩn thay dụng cụ Sơ đồ phân bố điểm chuẩn thay dao Để tính toán cho hệ thống thay dao thì ta cần phải xác định một điểm gôc tính toán cho hệ thống. Từ điểm chuẩn thay dao và hành trình của xylanh là: 9 [...]... hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Vi thi gian thay dao h thng l : 5/9 (s) Trong ú : - T = 5 (s) l thi gian thay dao nhanh nht ca h thng khi dao cn thay gn v trớ thay dao nht - T = 9 (s) l thi gian thay dao lõu nht ca h thng khi dao cn thay xa v trớ thay dao nht Thi gian thay dao ca h thng gm : T = Txl + Ttrc + Tt + Ttr= 5 (s) Txl = 2,5 (s) thi gian hnh trỡnh xylanh vo thay. .. n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Lxl = 250 mm Vy im gc tớnh toỏn cho h thng thay dao cỏch im chun thay dao l 250 mm 2.1.4 Lp quy trỡnh tớnh toỏn h thng thay dao Vi cỏc d liu u vo - S dao i dao cha : 32 - ng kớnh ln nht ca dao : 120(mm) Ly theo ng kớnh ca dao phay mt u - Loi chuụi dao : BT30 - Chiu cao chuụi dao : 85(mm) - Khi lng dao : 5 kg - ng kớnh ln nht... thay i dng c L td= 130 mm m bo an ton trong quỏ trỡnh thay dao ta cn tớnh toỏn cho c cu sao cho kt cu ca h thng phi gn nh,phi cú chớnh xỏc cao,khụng xy ra va p khi trc chớnh vo thay dng c Tang cha dao cha 32 dao m vn m bo cho quỏ trỡnh thay dao khụng xy ra s c thỡ trc tiờn ta i tớnh toỏn bỏn kớnh t tõm dao n tõm trc cha dao : 12 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC. .. n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC - Tớnh toỏn v la chn h thng xylanh khớ nộn dn ng i dao - Kim tra bn cho h thng thay dao các dữ liệu đầu vào N : Số lựơng dao của ổ chứa dao N=16 Dmax : đừơng kính lớn nhất của dao Dmax = 100 mm BT40 : loại chuôi dao (r bán kính cổ của đài dao) m : khối lựơng lớn nhất của dao 7 8 kg Dtrc: đừơng kính trục chính máy CNC Dtrc = 120mm... vo thay dng c m bo an ton trong quỏ trỡnh thay dao ta cn kim tra xem khi trc chớnh vo thay dao s 1 cú b va chm vi cỏc i dao s 2 v i dao s 32 hay khụng 15 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC ng kớnh ln nht ca trc chớnh : max= 120(mm) ng kớnh ln nht ca cụn i dao BT30 l: C = 31,75(mm) Khong cỏch gia tõm cỏc i dao L = 123,6(mm) Ta i xỏc nh khong cỏch t tõm i dao s 1 n cụn... vẽ kết cấu của hệ thống Thay dao tự động Hỡnh 1 7 S quỏ trỡnh tớnh toỏn h thng thay dao t ng 11 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC 1.2 Tớnh toỏn Tang cha dao 1.2.1 Xỏc nh cỏc thụng s hỡnh hc ca Tang Cỏc thụng s ban u: Tớnh toỏn h thng vi s lng dao N = 32 dao ng kớnh ln nht ca dao: nht ca dao phay mt u} max= 120 mm {Ly theo ng kớnh ln Chuụi dao BT30 ng kớnh ca trc chớnh:... Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Hỡnh 2 13b Mụ hỡnh ca tm nh v Dao s cú khong cỏch xỏc nh so vi ng tõm ca Tang mang dao nh tm nh v hn ch 1 bc t do theo phng ngang v c cu kp t nh tõm Quỏ trỡnh kp dao: 19 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC o o 1 B 1 A o o 2 Vị trí ban đầu 2 dao tiến vào tay kẹp o 1 o 2 Vị trí cuối Hỡnh 2 14 Quy trỡnh kp dao Mụ... h thng kp dao ca h thng thay dao t ng ca trung tõm gia cụng CNC_ V30.H thng kp dao gm :Tay kp trỏi_Tay kp phi_Cht nh v_v mt loxo to ra lc kp dao Cỏc thụng s hỡnh hc ca tay kp: 16 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Hỡnh 1 10a Cỏc thụng s ca tay kp 17 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Hỡnh 2 11b Mụ hỡnh ca tay kp Cỏc thụng s hỡnh hc ca... hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC b_Xỏc nh khong cỏch gia cỏc dao gn nhau trong Tang : Khong cỏch gia hai tõm ca dao cú th xỏc nh gn ỳng : L= C 3956,4 Khong cỏch gia cỏc dao cú ng kớnh ln nht cú th xỏc nh gn ỳng : L= L 2.Rmax = 123,6 2.60 = 3,6 (mm) c_Kim tra an ton khi trc chớnh vo thay dao 14 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Hỡnh 1 9 S trc... i dao tham gia vo v trớ thay dao. Thng s rónh trờn a Man l Z = 4,6,8, ,16,18,20,22,24 Vi h thng thay dao gm cú 24 i dao vy ta cn tớnh c cu Man vi s rónh l : Z = 32 Vi kt cu ca i Tang mang dao ta i tớnh toỏn c cu Man vi bỏn kớnh ca a l R=520(mm) 22 n ti: Mụ hỡnh thay dao t ng (ATC) Thit K C Khớ Cho mỏy cụng c CNC Hỡnh 1 15a S tớnh toỏn c cu Man Hỡnh 1 16 S tớnh toỏn c cu Man 23 n ti: Mụ hỡnh thay . Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) cho máy công cụ CNC Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Mô hình thay dao tự động (ATC) với 32 đài dao 1.1 Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Hình 1. 4. Bản vẽ đài dao Hình 1. 5. Mô hình đài dao 6 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Mô hình 3D của đài dao với. hình thay dao tự động (ATC) Thiết Kế Cơ Khí Cho máy công cụ CNC Hình 1. 2. Hình vẽ 2D của máy Kết cấu thân máy và trục chính đang ở vị trí kẹp dao 4 Đồ Án Đề tài: Mô hình thay dao tự động (ATC) Thiết